教学楼设计基本知识.doc

教学楼设计基础知识学校是培养人才的特定环境，学校建筑设计的好坏，是影响全面培养人才质量的重要因素。学校的建筑设计，除了要遵守国家有关定额、指标、规范和标准外，在总体环境的规划布置，教学楼的平面与空间组合形式，以及材料、结构、构造、施工技术和设备的选用等方面，要恰当地处理好功能、技术与艺术三者的关系，同时要考虑青少年好奇、好动和缺乏经验的特点，充分注意安全。一、教学楼的组成与设计中小学教学楼一般是由以下三个部分组成：教学部分：包括普通教室、实验室、音乐教室、语言教室及图书阅览室等。它们是教学楼的主体部分。办公部分：包括行政、社团办公室及教师办公室等。生活辅助部分：包括交通系统、厕所、饮水处以及贮藏室等。（一）普通教室的设计1. 要求：大小合适，视听良好、采光均匀、空气流通、结构简单和施工方便等。2. 教室尺寸的确定：取决于教师容纳的人数、课桌椅的尺寸与排列方式，以及采光、通风、结构、设备及施工等因素。按教育部规定，中学每班学生名额近期为50人，远期为45人，每人使用面积为1.08m2；小学每班近期为45人，远期为40人，每人使用面积为1.04m2。（1）课桌椅的尺寸：要与学生的身高和人体各部分的尺寸相适应表课桌尺寸。课桌椅尺寸 单位：毫米 适用学生身高1650以上150016501350150012001350不足1200备 注课桌桌高A760700640580520桌下空区高B600550500450400桌面前后宽C420450 4000420 桌面左右长D:单人 双人550600 500550 11001200 10001100课椅椅高a430395360325290椅面深度b380360340320290椅面宽度c360340320290270（2）课桌椅的布置：要满足学生视听及书写要求，并便于通行就座和教师辅导，见图课桌椅的布置。 视距要求：第一排前缘距黑板面2000毫米；最后一排距黑板距离，不超过8500毫米，到后墙面距离600毫米。 视角要求：水平视角（即前排边座到黑板远端的夹角）应30；垂直视角（即第一排学生的视线与黑板顶部构成的夹角）应45。 座位的排列，每行不宜多于两个座位，行间距b，中学为550600毫米；小学为500550毫米。排距c，中学为850900毫米，小学为800850毫米；课桌距侧墙的距离a，为60120毫米。（3）教室的平面形状与尺寸：平面形状通常有矩形及方形，此外还有多边形及扇形等，见图教室的平面形状与尺寸。 矩形教室：是当前国内大量采用的形式。其平面轴线尺寸，中学可采用：90006900、90006600、90006300，小学可采用81006600、81006300、90006000等几种。 方形教室：教室的进深与开间基本相同，平面尺寸（轴线）可采用72007200、75007500、78007800及75007800等。该形式教室的有效面积系数较矩形教室低，且不宜用于内廊式组合。 多边形教室：有五边形、六边形等，这种形式在采光、通风和座位排列上有其优越性，但经济性较上述形式要差一些。（4）教室的层高：取决于气容量、采光均匀度，房间的比例及经济等因素。一般来说，3.63.9M层高才能满足气容量的要求；其次从房间的比例和空间的视觉效果看，以层高为房间跨度的1/22/3为好；最后，还必须考虑经济，不适当的增加层高，就会增加造价，应予避免。3.教室门窗设计（1）教室门的设计：门主要作为交通疏散，并兼通风用。根据我国的实践，一般在教室前后各设一门，门洞宽1000毫米。在平面组合中，若设两个门有困难，也可只设一个门，但其宽度应为12001500毫米。门洞高一般为24002700毫米，门内开，以免影响走道中行人的通行。（2）教室窗的设计：窗的位置及尺寸大小，主要受采光标准，层高及结构的制约，窗的高度还应符合模数。具体要求如下： 窗的大小按窗地比1/4确定。一般采用窗宽为15002100毫米，窗高为21002700毫米。 光线必须由学生左侧射入室内，各座位的亮度要均匀，窗上口要尽可能接近天棚，窗下口距地面（即窗台高）为9001000毫米。窗间墙宽度，在满足结构要求的前提下，应尽量缩小。4.教室的内部设施 教室的内部设施包括：黑板、讲台、清洁柜、窗帘杆、挂镜线、电源插座、挂衣钩、广播箱等。这些设施的设置，要利于使用，整齐美观，容易清洁。（1）黑板：是教室内的主要固定设备。要易于书写擦拭，不发噪音，不产生眩光。黑板高度不应小于1000毫米，宽度：小学不宜小于3600毫米，中学不宜小于4000毫米。黑板下缘到讲台面距离，小学宜为800900毫米，中学宜为10001100毫米。黑板表面应采用耐磨和无光泽的材料。（2）讲台：有木制讲台和钢筋混凝土讲台。高度一般为200毫米，宽不应小于650毫米，长度等于黑板长度加上两端各延长200250毫米。5.教室的结构布置：有三种方式，即纵横墙承重、纵墙承重与横墙承重。矩形教室，常用纵横墙承重和纵墙承重两种，见图矩形教室结构布置（附件6）。方形教室，则可用横墙承重或纵横墙承重，见图方形教室结构布置。教室的墙体厚度要经结构计算确定，一般三层以下用240厚，四五层时底层为370厚。当梁跨大于6米时，如用240墙厚，则在梁的支承处加设壁柱。（二）特殊教室设计1.实验室：主要有物理、化学、生物、语言实验室及小学的自然教室等。根据使用情况，有综合实验室（理、化、生合用，适于初中和小学自然教室）和多功能实验室（边讲边试实验室、分组实验室和演示实验室）。实验室平面尺寸的大小，主要取决于实验室的使用人数、家具的形状、尺寸和布置方式，以及设备的要求。人数以班为单位计算，家具中的演示桌和实验桌是影响实验室大小的主要设备，其形状及尺寸如图常用实验室家具设备的尺寸和形状。根据我国情况，实验室大小以7585m2为宜，平面轴线尺寸（宽长）可采用660012000、750010800、750011700、87009900几种，层高与教室相同。每个实验室均要设一间准备室，作为实验准备、存放仪器、药品和标本用，一般面积在45m2左右。准备室要紧靠实验室，并设门与之相通，以利使用，如图实验室平面布置实例。4人单侧化学、生物实验桌4人双侧物理实验桌教师演示桌双人单侧物理实验桌4人单侧化学、生物实验桌4人双侧物理实验桌周边试验台固定岛式设施教师演示桌固定岛式设施岛式化学实验桌固定岛式设施2.音乐教室：大小形状与普通教室同。若考虑兼作文娱排练和其他用途时，面积可适当加大。音乐课对其他教室干扰大，设计时可将它作为独立的部分放在尽端，或放在教学楼尽端的底层或顶层，或在教学楼外单独建造。音乐教室一般附有乐器室，两者紧密相连，并设门相通。3.合班教室：供放映幻灯、科教电影、实验演示、观摩教学、学术报告和合班上课用。合班教室宜设放映室兼电教器材的贮存修理等附属用房与教室紧密相连，并设门相通，中学合班教室可设计成阶梯教室，使用面积按每座1米2计算；小学的合班教室地面不宜起坡，以兼作文体室使用，使用面积可按每座11.1米2计算，教室的规模一般以容一个年级为宜。放映室面积一般为40m2左右，其位置可设于教室前部，也可设于教室后部。前者称为前放式，后者称为后放式。当作成阶梯教室时，桌椅宜固定，宜采用翻板椅，地坪的升高和桌椅的排列，要考虑视线及视角要求，如图阶梯教室平面布置。从视线考虑，前排到黑板距离应2500毫米，后排距黑板不宜大于18米。排距一般为850毫米，走道宽800毫米。为了保证每排座位不被前排遮挡，阶梯梯级的高度，宜采用120毫米，前后排座位宜错位布置。合班教室在视角要求上与普通教室一样。在采光照明方面，与普通教室同，但当教室宽度7.2米时，应采用双面采光。a/演示桌及讲台；b/推拉黑板及帘式银幕；c/帘幕；d/4人学生座椅；e/2人座椅4.语言教室：又称为语言实验室，供语言课教学专用。每座平均使用面积为1.601.80m2，语言教室一般包括语言教室、控制室、编辑及复制室、录音室、准备及维修室等一组房间。教室的位置应设在教学楼中比较安静，并便于管理和使用的地方，要有良好的采光、通风和隔音条件。语言教室座位的布置应便于学生入座和离座，最好为双人连桌，两侧通道，如图语言教室座位布置形式。为了避免互相干扰，每个座位需设挡板隔开，前方安装玻璃，以便观看教师讲课。a)1.65平方米/人b)1.60平方米/人c)1.73平方米/人d)1.78平方米/人语言教室设有控制台，控制台可设在教室的讲台上，或设在独立的控制室内。当设在独立的控制室内时，教室与控制室之间应该观察窗，且满足教室视线看到教室每个座位的要求。录音室是语言教室中的重要设施，可以放在控制室内或准备室之一旁，面积大小以610m2为宜，若仅供12人使用，35米2即可。准备室供进行编辑器材维修和课前准备之用，面积一般为610米2。此外，语言教室的地面应设置暗装电缆槽。5.图书阅览室：是学校重要的公用教育设施，一般包括阅览室、书库和管理室三部分，面积大小视需要定，位置应设在师生便于使用而又比较安静之处。阅览室要有良好的采光通风，并便于疏散。书库内要比较干燥，通风良好，防火安全。书库与阅览室应紧密相连，有门相通，管理室亦可与书库合并，阅览室视学校规模大小，可以师生分别独立设置或合并一起。（三）行政及生活用房的设计1.办公室：包括以下几种：党政办公室：包括党支部、校长、教务、总务等办公室、档案室、文印室、会议室、保健室、广播室及总务仓库等。教学办公室：包括各学科教室办公室、体育办公室及器材室等。应与教室有方便联系。社团办公室：各括工会、团、队及学生办公室等。办公室要有良好的采光通风。数量按学校规模和实际需要定，一般教师人数，按中学1人/每班，小学0.5人/每班配备，每座使用面积3.5米2。办公室层高可比教室低，一般为3000毫米3600毫米。2.厕所及饮水处：设计时应注意几点：（1）学生使用厕所多集中在课间休息时，因此必须有足够的数量，一般中小学人数可按男女生各为一半计算。男厕：中学50人使用一个大便器（或1.1米长大便槽），两个小便器（或1米长的小便槽）；小学40人使用一个大便器（或1.0米长大便槽），两个小便器（或1.0米长小便槽）。女厕：中学25人使用一个大便器（或1.1米长大便槽）；小学20人使用一个大便器（或1.0米长大便槽）。（2）厕所的位置应较为隐蔽，并便于使用,宜设前室通风要良好，位置上多设于教学楼端部、转弯处。教工厕所应设小间与学生分开，可以靠近学生厕所设置，也可在教室办公室附近单独设置。厕所内或外应设取水龙头、水槽和污水池，供学生洗手和高卫生时用水。厕所地坪标高一般应比同层地面低5060毫米，并应设地漏。（3）教学楼内应分层设饮水处。宜按每50人设一个饮水器，饮水处不应占用走道的宽度。（四）交通系统设计1.门厅：是教学楼组织分配人流的交通枢纽，也是用来布置布告栏、宣传栏、壁报和供学生活动的地方，设计时必须注意以下几点：（1）与学校主要出入口及室外活动场地联系要便捷；（2）内部空间要完整，采光通风良好，要有足够面积满 足安全疏散及休息停留用。（3）门厅入口处一般要设门廊或雨蓬。寒冷地区要设双道门构成门斗，门斗的深度不宜小于2100毫米。2.楼梯：是上下楼层联系的通道，位置要明显，疏散要方便，宽度和数量要满足疏散和防火要求。 根据防火要求，两楼梯之间的房间，房门至最近楼梯间的最大距离30米。袋形走道两侧或尽端的房间。最远房门到楼梯口的距离20米，如图楼梯间距（附件12）。楼梯宽度可按疏散外门、楼梯和走道的宽度指标表（附件13）确定。疏散外门、楼梯和走道的宽度指标表（米/百人） 耐火等级一、二级三级四级备 注层数一、二层0.630.801.00底层外门和每层三层0.801.00-楼梯的总宽度按三层1.001.25-该层或该层以上人数最多的一层计算楼梯踏步尺寸，一般采用踏步高为140160毫米，踏步高宽为280340毫米，楼梯扶手高9001000毫米。楼梯梯井的宽度不应大于200毫米，当超过时，应采取安全措施。3.走道：一般教学楼走道的宽度，内廊为2.43米，外廊为1.8米2.1米；办公室走道为1.51.8米。内走道要有良好的采光通风，除两端开窗直接采光外，还可以通过两侧墙上开高窗和两侧房间门上的亮子间接采光。外廊栏杆高度不应低于1100毫米，栏杆花饰宜用垂直线条，空隙110，以免发生事故。外廊易飘进雨水，地面应低于室内或坡向外，作有组织排水。二、教学楼的组合设计组合设计就是将各个不同功能的房间组合在一起，通过三维空间的设计，从平面、立面、剖面以及体型等各方面综合反映功能、技术与艺术的要求。（一）组合的基本原则：1.结合地形，因地制宜；2.各部分功能区分明确、合理，既要联系方便，又要避免相互干扰；3.建筑空间布置紧凑，各个体部分组合得当；4.交通联系要简捷；5.结构合理，施工方便；6.设备管线要尽量集中。（二）教学楼部分的组合要求1.将使用功能一致，且开间、进深模数基本一致的用房组合在一起，而形成普通教室组、专用教室组、办公用房组等。2.根据学校规模，将使用功能基本一致的房间组（如学校的普通教室房间组等），结合学校用地具体条件，进行教学楼的组合。在组合时应考率交通流线关系，功能联系关系，同样房间在物理环境上的一致性等。 3.普通教室组的组合。由于规模的不同在组合上有较大的差异性，规模大可以组成若干体部（或单元），这种情况可按低、中、高年级分栋；当规模较小时，仅为一个体部时，则高年级在上层，低年级在底层的布置方式。4.专用教室的组合。一般各种专用教室进深较大，房间的净面积也较大，在管理上也有其特殊要求，平面组合应保持一独立房间组（构成一个体部或独立一栋建筑）。5.办公用房的组合。教学办公及行政办公在一独立体部或独立建筑时，可分层布置；必要时也可分设，在这种情况下除一部分共用办公室集中布置在办公楼内（或办公区内），其他若干班主任办公室亦可分散到教室区内，以便同学生接触。 （三）教学楼的组合方式组合方式有多种，形式也各异。归纳起来，主要有以下几种方式：1.走廊式组合：有内廊、外廊和内外廊结合等几种，是应用最广的形式，如图走廊式组合。上海南郊中学天津谦德庄中学2.单元式组合，如图单元式组合：（1）单元式组合为一个年级的教室集中在一个组合体内，亦可设置本组合体所需的卫生间、及教师办公室等。（2）为满足防火规范的要求，在设计上可将几个单元以联廊连接起来，或从屋顶相通，以形成任何一间教室均有二个通路疏散。（3）单元式组合形式，根据需要组成的教室数量不同，可有多种组合形式，但需满足教室对南向采光的要求。（4）单元式组合体，适应地形的能力较强，尤其对于不甚规整或地势起伏较大的校园更为有力。（5）单元式组合体，可使每个教学单元有相对的独立性，以保证有安静的教学环境；也便于组织和开展同年级的教学活动。（6）单元式组合形式，有利于组织多变化的室外空间，易于创造良好的学习活动及相互交往的环境。3.厅式组合，如图厅式组合.厅式组合是以设于中部的通高大厅连接周边的各教学用房的一种组合形式。各层教学用房是通过设于厅内周边的走廊相联系，形成环状组合。中部大厅形成学生课间的休息、交往、游戏场所，多适用于高中或完全中学。当大厅顶部设置采光顶时，适用于严寒，多风沙的地区，当大厅顶部开敞时，适用于南方地区。厅式组合的缺点是工程费用较大，易造成声音相互干扰。封闭式开敞式三、教学楼的体型、立面及细部设计（一）教学楼的体型，立面设计中小学建筑的体型及立面设计要反映学校的性格与特征，通过成组的教室、明快的窗户、开敞通透的出入口以及明亮的色彩，可给人以开朗、活泼、亲切和愉快的感觉。首先要主次分明。教学用房是主要的使用空间，应布置在主要部分。办公室及辅助用房宜放次要部位。通过体量、线形、虚实、凹凸、光影与色彩的对比，以突出其主要部分。其次还必须使各部分相互呼应，协调、统一，从而达到整体完美、形象生动的艺术效果。（二）细部设计重点是入口，处理得好，可以打破立面设计上过分统一而形成的单调感。因此在入口出多作特殊处理，如挑出的雨蓬或门廊、空透的隔断、花墙、独特的花台，再加上丰富多变的材料、质地、色彩、从而达到统一多变，突出重点的效果。他还有门窗、柱子，檐口、雨蓬、遮阳、栏杆及装饰线条等，除了满足使用功能上的要求外，在比例尺度、形式、色彩上都应仔细考虑，如柱子用什么断面好，门窗用何种形式才便于清洁、开关等，总之细部设计要结合结构构造及使用要求，力求简洁、轻快、注意整体效果，切忌繁锁和附加一些不必要的装饰。四、学校的总平面设计简介（一）学校总平面组成的内容 1.校舍建筑：包括教学用房、行政办公用房及生活辅助用房等。2.室外体育活动场地：包括跑道、跳跃场、投掷场、球场、器械运动场及体操场等。3.科学实验园地：包括生物教学标本园地、植物种植园地、动物饲养园地及小气象站等。4.道路及绿化。（二）学校总平面设计的要求1.教学用房、教学辅助用房、行政管理用房、服务用房、运动场地、自然科学园地及生活区应分区明确、布局合理、联系方便、互不干扰。2.风雨操场应离开教学区、靠近室外运动场地布置。3.音乐教室、琴房、舞蹈教室应设在不干扰其它教学用房的位置。4.学校的校门不宜开向城镇干道或机动车流量每小时超过300辆的道路。校门外应留出一定缓冲距离。5.建筑物的间距应符合下列规定：（1）教学用房应有良好的自然通风。（2）南向的普通教室冬至日低层满窗日照不应小于2h。（3）两排教室的长边与运动场地的间距不应小于25m。（三）总平面的布置方式在总平面布置中，主要是处理好教学楼、出入口与运动场应尽量争取南北向。根据不同的地形环境条件，一般有以下几种布置方式，如下图总平面布置示意。1.运动场位于教学楼的一侧，教学楼与运动场地的朝向均好，功能关系好，运动噪音对教室干扰小，如图总平面布置示意:（a）、（b）、（c）。2.运动场位于教学楼的前或后，当运动场的长轴与教学楼纵横线垂直时，两者之间需加绿化隔离，以减少干扰，如图总平面布置示意:（e）、（f）。如运动场的长轴与教学楼平行，则二者有其一的朝向会较差，干扰也较大，如图总平面布置示意:（d）。为解决这一矛盾，此时教学楼临近运动场一面可布置为辅助房间或外廊，并用绿化隔离。（四）运动场地布置的有关资料，见图几种常见运动场地的尺寸及足球场尺寸表。300m跑道足球场尺寸表 类别使用性质长(m)宽(m)标准足球场一般性比赛1001106475国际性比赛1051106875设在400m标准跑道内时（常用）10510468 69专用足球比赛时（常用）10570小型足球场非正规比赛（可东西划分为二个小场）901104575类别ABRabcdef标准足球场见上表见上表9.157.325.5011.0016.502.4411.00小型足球场6.005.504.508.5013.002.209.00五、学校建筑实例（一） 厦门市湖溪中学（二） 成都幼儿师范学校教学实验楼1-普通教室；2-生物实验室；3-药物准备室；4-化学实验室；5-卫生间；6-办公室；7-会议室；8-阶梯教室1-普通教室；2-出纳；3-书库；4-接待室；5-卫生间；6-办公室；7-教师阅览室；8-学生阅览室（三） 绍兴鲁迅中学五、设计方法与步骤1、分析研究设计任务书，明确目的要求及条件，根据题目所给条件，算出各类房间所需数目及面积和厕所蹲位数。2、带着问题学习设计基础知识和任务书上所提参考资料，参观已建成的同类建筑，扩大眼界，广开思路。3、在学习参观的基础上，对设计要求、具体条件及环境进行功能分析，从功能角度找出各部分、各房间的相互关系及位置。4、进行块体设计，即将各类房间所占面积粗略地估计平面和空间尺寸，用徒手单线画出初步方案的块体示意（比例1：500或1：200）。在进行块体组合时，要多思考，多动手（即多画），多修改。从平面入手，但应着眼于空间。先考虑总体，后考虑细部，抓住主要矛盾，只要大布局合理就行了。5、在块体设计基础上，划分房间，进一步调整各类房间和细部之间的关系，深入发展成为定稿的平、立、剖面草图，比例为1:1001:200。六、参考资料1、建筑设计资料集（第二版）（3） 本书编写组 中国建筑工业出版社 19942、托幼、中小学校建筑设计手册张宗尧、赵秀兰主编 中国建筑工业出版社 19993、中小学建筑设计 张宗尧、李志民主编 中国建筑工业出版社 20004、建筑学报各期5、民用建筑设计通则 JGJ 37876、中小学校建筑设计规范 GBJ99-86附件1附件2房间名称间数每间使用面积(m2)备注教学用房普通教室125358每班50人音乐教室15358 乐器室11520 多功能大教室1100120供两班用，可做成阶梯教室电教器材储存修理兼放映室13540实验室27585 实验准备室24045 语音教室17085 语言教室准备室或控制室12540 教师阅览室13040可合并为一间学生阅览室14060书库13040 科技活动室31520 行政用房党支部办公室11216 校长办公室11216 教务办公室11216包括文印档案室11216 总务办公室11216 体育器材室11216 会议室13040 广播室1614 传达值班室12615 教师办公室61216 体育办公室11216 工会办公室11216 团、队、学生会办公室11216 生活辅助杂物储藏室 24 开水房 20 厕所 按规定标准计算见第4点